DISEÑO AVANZADO DE ESTRUCTURAS DE ACERO LUIS GARZA VASQUEZ. I.C., M.I.
CONTENIDO 1.- Sistemas compuestos
2.-Conexiones 3.- Diseño Sísmico 4.- Control de Calidad de Estructuras de Acero
BIBLIOGRAFIA 1. NSR-10 Capitulo B, F2, y F3 2. Manual AISC-LRFD 14ª Ed. (2011)
3. Seismic Design Manual, 2ª Ed., (2012) 4. Steel, Concrete & Composite Design of Tall Buildings, 2nd Ed, 1998. 5. AISC Design Examples, V 14.0 6. Pagina web AISC, www.aisc.org
7. Diseño Sismoresistente de Construcciones de Acero, Cristafulli F., Alacero, 2015., www.alacero.com 8. Ductile Design of Steel Structures, Bruneau M., Uang Ch., Sabelli R., McGraw Hill, USA, 2011. 9. www.modernsteel.com 10. www.unalmed.edu.co/lgarza
CARACTERISTICAS MATERIALES PROPIEDAD Resistencia MPa
Rigidez
CONCRETO 21
MPa 20,000
ACERO 250 ó 350
200,000
Falla Mejor en
Frágil Compresión
Dúctil Tensión
Resistencia al Fuego
Buena
Regular
Corrosión
Buena
Regular
¡Presicion incompatible!
CONEXIONES ► Compatibilidad
► Constructibilidad
► Resistencia
a sismos
CONEXIONES ARTICULADAS
SISTEMAS COMPUESTOS ►
EL CONCRETO APORTA:
►
Resistencia al fuego Resistencia a la compresión Resistencia a la corrosión Economía EI Disminuye pandeo local Masa Amortiguamiento
EL ACERO APORTA:
Resistencia a tensión Ductilidad Velocidad Formaleta estructural Proporciona confinamiento (Tubos) Montaje con grúas pequeñas.
FASES DE CONSTRUCCION
SISTEMAS DE PISO
TABLEROS METALICOS
►
PLATAFORMA DE TRABAJO
►
FORMALETA
►
REFUERZO DE ACERO POSITIVO
APLICACIONES ►
Losas de Concreto
►
Sistemas Compuestos
MATERIALES ►
Acero A446 ó A1008
►
Fy min = 33 ó 40 ksi = 230 ó 275 MPa
►
Calibre 22 a 16
►
Galvanizado A653 G 60 (G90 en zonas agresivas)
CONCRETO ►
f’c min = 3Ksi = 21 MPa
►
Normal o Aligerado
►
Sin Sales de Cloro
DISEÑO COMO FORMALETA POR DEFLEXIONES ►
Cargas: Concreto Fresco + Tablero
►
Limites < L/180 ó 20 mm < L/120 en voladizos
DISEÑO POR RESISTENCIA ►
Como Formaleta y Plataforma
►
Como Losa
DISEÑO COMO FORMALETA POR RESISTENCIA ► Cargas:
1 kPa >2.4kPa Concreto Fresco +Tablero+ ó 2.2 kN en 1m Esfuerzo máximo: fb < 0.6 Fy < 250MPa (138MPa en voladizos, con carga concentrada en la punta)
►
1 Luz: 1.5 * Concreto Fresco
DISEÑO COMO FORMALETA POR ARRUGAMIENTO ►
Cargas: Concreto Fresco + Tablero + 1 kPa
►
+ de 40 mm de apoyo (90mm en voladizos)
►
Amarre a Estructura
DISEÑO COMO LOSA ►
Luces Simples - Grietas en apoyos
►
Luces Continuas y Voladizos: - Acero negativo a 2 cm - Tablero y nervios no a compresión
►
Diafragma - Conectores
DISEÑO COMO LOSA b 20mm
t hr
t min = 50 mm h mín = 90 mm
h
www.vulcraft.com
ACERO POR TEMPERATURA
A mín = 0.00075 t b Ó 59 mm2 /m ó 15 kg/m3 de fibras de acero
DISEÑO COMO LOSA ►
Análisis Elástico Ma = C Fy Sc C=
0.60 sin conectores 0.75 con conectores
Sc = Modulo elástico sección transformada agrietada
DISEÑO COMO LOSA CON CONECTORES RESISTENCIA ULTIMA 0.85 f’c a As Fy
d
ϕMn = 0.85 As Fy (d – a/2) As Fy a = 0.85 f’ b c Si el número de conectores de 19mm por metro de ancho es: Ns = Fy ( As – Awebs / 2 – Abf ) / ( 143 ( fc´ Ec )1/2) = 3
donde: As = Area de acero por metro de ancho del tablero Awebs = Area de las almas por metro de ancho Abf = Area de acero de las aletas inferiores por metro
DISEÑO COMO LOSA SIN CONECTORES ►
Resistencia Última ϕMn = 0.85 Fy Sc
Sc = Modulo elástico sección transformada agrietada
DISEÑO COMO LOSA DEFLEXIONES Carga sobreimpuesta < L / 360 I def =
I tr + I tr agrietado 2 Casi siempre rige
CRITERIOS DE DISEÑO PARA PARQUEADEROS ►
Evitar fisuración por deterioro
►
Diseñar como losa continua
►
Despreciar Tablero
RECOMENDACIONES DE INSTALACION
ALMACENAMIENTO ► Proteger
De La Humedad
- Se Mancha
UNIONES
►
►
Lateral: traslapo
Bordes : a tope
ANCLAJES COMO PLATAFORMA
Soldadura 5/8 con arandela ►Filetes 25 mm ► Tornillos ► Tiros ► Esquinas y centros ► Separacion Máxima 450 mm ►
PARA L > 1.5 m Tornillo ó Soldadura en traslapo lateral @ 1 m max
VACIADO
Placa Fácil (Ladrillos de 800mm)
VIGAS COMPUESTAS
Conveniencia del trabajo solidario entre acero y hormigón
RESISTENCIA DE MIEMBROS COMPUESTOS ► Resistencia
Plástica
Para perfiles con alma compacta (W) 𝒉𝒄 𝒕𝒘
< 𝟑. 𝟕𝟔 𝑬 𝑭𝒚𝒘 = 𝟗𝟎
► Resistencia
Elástica
Para perfiles no compactos (Lámina doblada) 𝒉𝒄 𝒕𝒘
> 𝟑. 𝟕𝟔 𝑬 𝑭𝒚𝒘 = 𝟗𝟎
ANCHO EFECTIVO
ANCHO EFECTIVO El menor de L/4 o (b1+b2)/2 o b1/2+voladizo:
L borde
L b1 ó 8 2
L b1 ó 8 2
L b2 ó 8 2
hc 3.76 E / Fyf tw
CONECTORES DE CORTANTE Cortante en conectores y aplastamiento en concreto. Evitar levantamiento de losa.
Fuente: Leon y Perea, 2008
CONECTORES DE ESPIGO (STUD) ► Para
losa maciza y tablero metálico Qn 0.5Asc fc Ec RgRp AscFu
Fuente: Easterling et al., 1993.
MATERIAL CONECTORES • ESPIGO: AWS D.1.1 Cap.7:
RESISTENCIA CONECTORES ► Perno
A307: Losa maciza S ' Qn = 0.14Acp fc Ec dcp
0.25
Acp Fu
RESISTENCIA CONECTORES ► Perno
A307: Tablero Metálico
Guzmán, Carlos, Tesis Eafit - U. Quindío, 2014.
RESISTENCIA CONECTORES ► Perno
A307: Tablero Metálico
INSTALACION ► Calificación
procedimientos y operarios:
Doblar alternativamente a 30° hasta fractura No debe fracturarse por soldadura
► Criterio
de aceptación:
Doblar a 15° al azar y no enderezar
CONCTORES CON TABLERO PARALELO
¡ASÍ NO!
¡ASÍ SI
¡CONECTORES PIRATAS!
¡CONECTORES PIRATAS!
¡CONECTORES PIRATAS!
¡CONECTORES PIRATAS!
¡CONECTORES PIRATAS!
RESUMEN CONECTORES ESPIGO ► máx
= 2.5 tf si se ponen fuera del alma. ≤ ¾” con Steel Deck ► Hsc mín > 4 > hr + 38mm pero < hr + 75mm ► S min = 4 long, 4 Trsv. (con tablero metálico) 6 long, 4 Trsv. (sin tablero metálico) ► S máx = 8 tp< 910mm ó 450mm para amarre de TM ► Rec. lateral mín. 25mm en dirección perpendicular de la fuerza y 200mm en dirección de la fuerza. ► Rec superior min. 12mm
No cumplen S min = 4 long
RESISTENCIA CONECTORES ► Canal:
Losa Maciza Qn 0.3 tf 0.5t w lc fc Ec
►
Soldadura en pie y tacón, para 𝑄𝑛 , considerando excentricidad.
RESISTENCIA PLASTICA
tlosa= tp+hr/2 tablero paralelo a viga
Fy As < 0.85 fc’ be tp
Si
Fy As 0.85 f 'c be a si a
Si a
a Fy AS / 0.85 f 'c be
tp
MA M
EN en el concreto (Deseable)
Mn M p
B
a 0.85 f 'c be a hsd t p 2 2 a d 0.85f'cbe a hr t p 2 2
Fy AS d
tp
Fy AS
0.85 f 'c bet p EN puede estar en el patin superior o el alma
Mu < Mn
= 0.9
tp > Fy As/0.85f’c be > 50mm
CASO 1
CASO 2
CASO 3
NUMERO DE CONECTORES ►n
= 2 C/ Qn, separación uniforme.
► C=
El menor de : 0.85 f’c Ac ó As Fy ó Qn
► Separación ► S máx=
S = L/(n -1)
450mm para amarre Steel Deck, en la práctica 300mm
ACCION PARCIAL ► Si
se usa acción parcial se toma como compresión en el concreto Qn y el % de conexión es Qn/Cf , siendo Cf el menor de As Fy ó 0.85 f ’cAc . ► Para el cálculo de la resistencia se vuelve a calcular a como a = Qn/(0.85f´c b) ► En este caso para deflexiones se toma un Itr reducido asi: I ef I S I tr I S
Q
n
Cf
RESISTENCIA A CORTANTE
Vn= 0.6Fy dtw ( sin concreto)
RESISTENCIA ELASTICA Y DEFLEXIONES Sección transformada. n =Ee/E c10
εc max= 0.003
EN si y d
y
yi Ai A
2 t d Si y d. I tr I s I c As y Ac d hr p y 2 2 si y d ..................
Para deflexiones a largo plazo, Ec =1/2 Eci a 1/3 Eci, ó n’ =2n ó 3n
2
DEFLEXIONES A LARGO PLAZO
DEFLEXIONES PERMISIBLES L
W
D* + L
Cubiertas: Cielo en yeso Cielo no en yeso Sin cielo
L/360 L/240 L/180
L/360 L/240 L/180
L/240 L/180 L/120
Pisos
l/360
-
L/240
CONSTRUCCION
Muros: Acabados frágiles Acabados flexibles
L/240 L/120
GRANJAS
L/180
INVERNADEROS
L/120
*
El peso propio de la estructura se considera cero. (IBC2006)
REVISION DE LAS CONDICIONES DE CONSTRUCCION ►Diseñar con ►El
el acero solo.
concreto es carga
►Colocar
carga viva de 1KN/m2
CASO DE ESTUDIO: PUENTE PEATONAL COMPUESTO
VACIADO CON PRELOSAS
COLAPSO DURANTE VACIADO
SOLUCION: APUNTALAMIENTO TEMPORAL
EJEMPLO VIGA COMPUESTA Vigueta 7.5m Viga 5m Oficinas Muros ladrillo
Tablero metálico 2” cal 22
𝐹 = 𝛽𝑚𝑎 → 𝑎 =
𝐹 𝛽𝑚
𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑓(𝑓𝑛 𝑓)
Cálculo de 𝑓𝑛 𝒇𝒏 =
Con 𝒎 =
𝒘 𝒈
𝝅 𝟐
y ∆=
𝒌 𝒎
=
𝟓𝒘𝑳𝟒 𝟑𝟖𝟒𝑬𝑰
𝝅 𝟐
𝒈𝑬𝒔 𝑰𝒕𝒓 𝒘𝑳𝟒
= 𝟎. 𝟏𝟖
𝒈 ∆
para viga simplemente apoyada
Pero si le metemos toda la estructura
𝒇𝒏 = 𝟎. 𝟏𝟖
𝒈 ∆𝒋 +∆𝒈 +∆𝒄
> 3 Htz para evitar resonancia
¡OJO! 𝒘 = carga permanente real = D + %L
Aceleración máxima permisible
−0.35𝑓𝑛
𝑎𝑝 𝑃0 𝑒 = 𝑔 𝛽𝑊
Puentes peatonales ► fn =
2 Hz : Incómodo
► fn =
8 Hz : Confortable
Diseño por vibraciones (Guía 11 AISC) 1.
Losa de piso Espesor efectivo 𝑑𝑒 = 𝑡𝑝 + ℎ𝑟 2 Inercia transformada por unidad de ancho 𝐷𝑠 = 𝑑𝑒
3
/12𝑛
𝑛 = 𝐸𝑠 1.35𝐸𝑐 (dinámico)
Propiedades de viguetas y vigas ►
Ancho efectivo
►
𝑛 = 𝐸𝑠 1.35𝐸𝑐 (dinámico)
►
100% compuesta (las deformaciones que se presentan con vibraciones son muy pequeñas, del orden de 1mm, y entonces el cortante que se requiere en la interface es despreciable)
Diseño por vibraciones (Guía 11 AISC) 2.
Viguetas
Sección transformada 𝐼𝑗 Carga lineal 𝑤𝑗 = 𝑤𝑆 (con 𝑤 = Carga “real” = D + %L , 25%L por ejemplo, ó 0 para escuelas y Malls) 5𝑤𝑗 𝐿𝑗 4
Deflexión vigueta ∆𝑗 =
𝑓𝑗 = 0.18 𝑔 ∆𝑗 > 3Htz (Para evitar resonancia) 𝐷𝑗 = 𝐼𝑗 𝑆 (Separación viguetas) Ancho efectivo 𝐵𝑗 = 𝐶𝑗 (𝐷𝑠 𝐷𝑗 )
1 4
384𝐸𝑠 𝐼𝑗
𝐿𝑗 < 2 3 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑖𝑠𝑜
𝐶𝑗 = 2 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟, 1 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑟𝑑𝑒 𝑊𝑗 = 𝑤𝐵𝑗 𝐿𝑗 ∗ 1.5 si continúa del otro lado de la viga + de 0.7Lj
Ancho efectivo del panel para viguetas
Diseño por vibraciones (Guía 11 AISC) 3.
Vigas
Sección transformada 𝐼𝑔 Carga lineal 𝑤𝑔 = 𝑤𝐿𝑗
5𝑤𝑔 𝐿𝑔 4
Deflexión viga ∆𝑔 =
𝑓𝑔 = 0.18 𝑔 ∆𝑔 y 𝐷𝑔 = 𝐼𝑔 𝐿𝑗 (/2 si es viga de borde) Ancho efectivo
384𝐸𝑠 𝐼𝑔
Módulo interior 𝐵𝑔 = 𝐶𝑔 (𝐷𝑗 𝐷𝑔 ) 1 4 𝐿𝑔 < 2 3 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑖𝑠𝑜 Módulo de borde 𝐵𝑔 = 2 3 𝐿𝑗 𝐶𝑔 = 1.8 para viguetas de alma llena y conectadas al alma de la viga
𝑊𝑔 = 𝑤𝐵𝑔 𝐿𝑔 (∗ 1.5 si la viga no es de módulo de borde)
Ancho efectivo del panel para vigas
Diseño por vibraciones (Guía 11 AISC) 4.
Módulo combinado Si 𝐵𝑗 > 𝐿𝑔 , reducir ∆𝑔 a
𝐿𝑔 𝐵𝑗
∆𝑔
con 0.5 ≤ 𝐿𝑔 𝐵𝑗 ≤ 1 𝑓𝑛 = 0.18 𝑔 ( ∆𝑗 +∆𝑔 )
si 𝑓𝑛 > 9 revisar criterio de rigidez 𝑊=
∆𝑗 ∆𝑗 +∆𝑔
𝑊𝑗 +
∆𝑔 ∆𝑗 +∆𝑔
𝑊𝑔
Escoger 𝛽 (0.02, 0.03, 0.05)
𝑎𝑝
𝑔
=
𝑃0 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝛽𝑊
< aceleración permisible
Amortiguamiento β ► Sistema
Estructural 1% ► Cielos y ductos 1% ► Oficina Electrónica 0.5% ► Oficina con papel 1% ► Iglesias, Escuelas y C. Comerciales 0% ► Particiones Dry Wall 5% ► Particiones de ladrillo 10% ► El amortiguamiento es acumulativo
Amortiguamiento β Oficina Electrónica 0.5%
Oficina con papeles 1%
Efecto de la masa Sin sobrecarga
Con sobrecarga
EJEMPLO VIBRACIONES
Viga ejemplo anterior
COLUMNAS COMPUESTAS
COLUMNAS COMPUESTAS COLUMNAS EMBEBIDAS Características: Elemento metálico soporta cargas durante la construcción El concreto proporciona rigidez final y resistencia al fuego y a la corrosión El concreto aporta masa y amortiguamiento para vibraciones Se reducen y facilitan las conexiones Sistema rápido de montar y construir, con grúas pequeñas.
COLUMNAS COMPUESTAS COLUMNAS EMBEBIDAS
Limitaciones: As ≥ 0.01 Ag ¡hasta 0.2! Asr ≥ 0.004Ag, ó ρsr ≥ 0.004
Estribos #3 @ 300 ó #4 @ 400, pero < 0.5bmin
COLUMNAS EMBEBIDAS Resistencia Axial c 0.75 Si Pe 0.44 Pno Pn o P Pn Pno 0.658 e Si Pe 0.44 Pno
Pn 0.877 Pe donde Pno As Fy Asr Fy r 0.85 Ac f c Pe
'
2 EI e ff
KL2
EI eff Es I s 0.5 Es I sr C1 Ec I c As 0.3 C1 0.1 2 Ac As
COLUMNAS COMPUESTAS COLUMNAS RELLENAS Características:
• Tubo de acero confinando sección de concreto • Concreto restringe el pandeo del tubo • Incremento en resistencia y rigidez del concreto •Masa y amortiguamiento para vibraciones
Pcr rellena ≈ 2.5 Pcr PTE
¡Cuidado con la presión y método de vaciado!
COLUMNAS COMPUESTAS COLUMNAS RELLENAS Limitaciones:
As 0.01Ag
EIeff = EsIs+EsIsr+C3 EcIc
As 0.9 C 3 0.6 2 Ac As
COLUMNAS COMPUESTAS COLUMNAS RELLENAS
RELACIONES ANCHO ESPESOR
COLUMNAS COMPUESTAS COLUMNAS RELLENAS Resistencia Axial compactas: Pno = Pp =As Fy+ C2 f’c( Ac + AsrEs/Ec)
C2= 0.85 para rectangulares y 0.95 para circulares Resistencia Axial no compactas: Pno = Pp – (Pp –Py) (λ –λp)2 / (λr –λp)2
con Py = As Fy+ 0.7 f’c( Ac + AsrEs/Ec) Resistencia axial esbeltas: Pno = As Fcr+ 0.7 f’c( Ac + AsrEs/Ec) con Fcr = 9Es/(b/t)2 para rectangulares ó
Fcr = 0.72Fy/(DFy/t/Es)0.2 para circulares
COLUMNAS RELLENAS Resistencia Axial c 0.75 Si Pe 0.44 Pno Pno P Pn Pno 0.658 e Si Pe 0.44 Pno
Pn 0.877 Pe donde Pno ver diapositiva anterior Pe
2 EI e ff
KL 2
EI eff Es I s Es I sr C3 Ec I c As 0.9 C3 0.6 2 Ac As
COLUMNAS COMPUESTAS Resistencia al corte
Acero solo = 0.90
Acero sólo + estribos = 0.75 0.6 FyAw + Ast Fyr (d/s)
Concreto solo + estribos = 0.75
TRANSFERENCIA DE CARGA
Fuerza aplicada al acero poner conectores para V´r = Pr (1 - AsFy / Pno)
Fuerza aplicada al concreto poner conectores para
V´r = Pr (AsFy/Pno)
Pr = Fuerza externa
Conectores
difícil, pero colocar hasta 2 (b ó d) arriba y debajo de la conexión. v = 0.65, Qnv = AscFu, hc > 5c, Smin= 4c, Smax= 32c Carga directa al concreto Rn = 1.7f’c A1 B = 0.65 A1 = Área cargada Adherencia Fin = 0.4 Mpa
Rn = b2 Cin Fin
Rn = 0.25π D2 Cin Fin = 0.45 Cin= 2 si hay columna arriba ó abajo Cin= 4 si hay columna arriba y abajo
EJEMPLO COLUMNA CARGA AXIAL Tubular relleno para usar λ
EJEMPLO
COLUMNAS COMPUESTAS FLEXION EN COLUMNAS EMBEBIDAS
Si
hay conectores, con distribución plástica b=0.90
0.85f’c
Asc Fy
Mn = Mp Compuesta Ast Fy
•Si no hay conectores, el acero solo.
COLUMNAS COMPUESTAS FLEXION EN COLUMNAS RELLENAS
Mn = Mp Compuesto para compactas •Mn = Mp – (Mp-My) (λ –λp) / (λr –λp) para no compactas, con My elástica y 0.7f´c máx en el concreto •Mn igual para esbeltas, pero con Fcr a compresión como en axial.
RELACIONES ANCHO ESPESOR
FLEXION Y FUERZA AXIAL
Efectos P-Δ and P-δ Momento adicional debido a la fuerza axial actuando
P- = con rerspecto al extremo del miembro
P- =
Momento adicional debido a la fuerza axial actuando con rerspecto a la cuerda del miembro
Se obtienen de un analisis de primer orden con factores de amplificacion (aproximado) o por un análisis de segundo orden apropiado
FLEXION Y FUERZA AXIAL Efectos de Segundo Orden aproximados Mnt
Mlt
Sin traslación lateral
Con traslación lateral
Efecto P-
Efecto P-
M = Mnt + P
M = Mlt + P
= B 1 Mnt
= B 2 Mlt
B2 = 1 P
Cargas simétricas < 20 pisos Soportadas lateralmente (arriostradas)
P
Aproximado: Mu = B1 Mnt+B2Mlt
( Mux ó Muy)
H2+R2
R2
H2
H1
R1
=
Real
Mnt
+
H1+R1
Mlt
B1
Pe1
Cm 1.0 1 - Pu / Pe1 2 EA K KL r
2
Para porticos arriostrados 1
Con respecto al eje de flexión considerando
a)
Para miembros sin cargas transversales entre soportes, en el plano de flexión Cm = 0.6 – 0.4 (M1 / M2)
+
M 1 = Momento menor
M2= Momento mayor
Curvatura inversa
M1/ M2
b)
Curvatura simple + desfavorable
Para miembros con cargas transversales Extremos restringidos a rotar Cm = 0.85 Extremos no restringidos a rotar Cm = 1.00
B2
1 1 - Pu
oh HL
ó
1 Pu 1Pe 2
Pu = Todas las columnas del piso oh = Deformación del entrepiso (deriva) H = Fuerzas horizontales de piso L = Altura de entrepiso Pe2 = Carga de Euler =
2 EA KL r
2
K portico no arriostrado > 1
K?
Requisitos para el diseño por Estabilidad En el análisis estructural, para todas las combinaciones de carga mayoradas, deben considerarse: 1. – Deformaciones por flexión, axiales y por cortante 2. – Efectos P-Δ y P- 3. – Imperfecciones geométricas ( desplome y falta de rectitud) 4. – Reduccion de la rigidez por comportamiento inelástico 5. – Incertidumbres en la rigidez y la resistencia
Efectos de segundo Orden por el Metodo de Análisis Directo • No se requieren factores K
• Fuerzas internas más precisas •Aplica a estructuras
todo
tipo
de
METODO DE ANALISIS DIRECTO 1. Aplicar deformaciones de 1/500 o cargas ficticias Ni = 0.002 Yi ( Yi = Cargas verticales mayoradas), todas en una dirección al tiempo. 2. Reducir rigidez flexional usando 0.8bE en todos los elementos (b < 1 para Pu/Py > 0.5) para considerar los efectos de la inelasticidad, o mejor aplicar Ni = 0.003 Yi para b = 1 siempre. 3. Hacer análisis de segundo orden P-Δ y P- (P- si el programa lo hace, si no con B1)
H
L
P H+P/L
L
Carga ficticia = desplome
Carga ficticia = desplome
Puede despreciarse el desplome para combinaciones con cargas laterales si la relacion de derivas Δ2° / Δ1° < 1.5 (Δ2° / Δ1° < 1.71 si se calculó con rigidez reducida)
Carga ficticia = desplome
Se debe incluir la succión en el cálculo de las cargas ficticias
Como hacer las combinaciones Carga de desplome correspondiente a la carga muerta = Dd = 0.003D, pero en sentido horizontal, para x y y, Ddx y Ddy. Carga de desplome correspondiente a la carga viva = Ld = 0.003L, Ldx y Ldy. En todas las combinaciones de carga, donde aparece D o L, poner (D+Ddx) y (L+Ldx), con sus respectivos factores de mayoración. Y generar otra con (D-Ddx) y (L-Ldx), y otra con (D+Ddy) y (L+Ldy), y otra más con (D-Ddy) y (L-Ldy). Por ejemplo, la combinación 1.2D+0.5L+Ex+0.3Ey, se convierte en 4: 1.2(D+Ddx)+0.5(L+Ldx)+Ex+0.3Ey 1.2(D-Ddx)+0.5(L-Ldx)+Ex+0.3Ey 1.2(D+Ddy)+0.5(L+Ldy)+Ex+0.3Ey 1.2(D-Ddy)+0.5(L-Ldy)+Ex+0.3Ey
¿Mi programa hace correctamente el análisis de 2° orden? H Caso 1
+ P
Caso 2
P
H
P
Combinación (C1+C2) o Caso 3
P
Si los análisis de 2° orden para la combinacion de carga C1+C2 son iguales al caso de carga 3, el programa está bien.
COLUMNAS COMPUESTAS FLEXOCOMPRESION Considerar efectos de segundo orden ó primer orden amplificados c=0.75 , t=0.90 Interacción - Doble simetría usar las ecuaciones de acero normales (conservador) - Compatibilidad de deformaciones (XTRAC) - Ecuaciones de interacción rígido plástico - Ecuaciones de interacción simplificadas.
INTERACCION VIGA-COLUMNA DE ACERO Pu Si 0.2 ? Pn M uy Pu 8 M ux 1.0 Pn 9 b M nx b M ny Si
Pu 0.2 ? Pn M ux M uy Pu ≤ 1.0 2Pn M M b nx b ny
?=
Pu Pn
0.2Pn Mn
t = 0.75 ó 0.9 (fractura ó fluencia) en tension c , b 0.9 en compresión
Mu
COLUMNAS COMPUESTAS
METODO SIMPLIFICADO
𝒔𝒊 𝑷𝒖 <∅𝒄 λ𝑷𝑪 𝒔𝒊 𝑷𝒖 ≥∅𝒄 λ𝑷𝑪
𝑴𝒖𝒙 ∅𝒃𝑴𝑪𝒙
+
𝑷𝒖 −∅𝒄 λ𝑷𝑪 ∅𝒄 λ𝑷𝑨 −∅𝒄 λ𝑷𝑪
𝑴𝒖𝒚
∅𝒃𝑴𝑪𝒚
+
≤1
𝑴𝒖𝒙 ∅𝒃 𝑴𝑪𝒙
+
𝑴𝒖𝒚 ∅𝒃 𝑴𝑪𝒚
≤1
RESISTENCIA AL FUEGO COLUMNAS RELLENAS ASCE 29-05 (SI) ►𝑅
=
0.5 𝐷 𝑎 𝐷2 60 𝐾𝐿−1000 𝐶
𝑓´𝑐 +20
R= resistencia en horas a=: ►0.07
para circulares con agregado silíceo ►0.08 para circulares con agregado carbonatado ►0.06 para rectangulares con agregado silíceo ►0.07 para rectangulares con agregado carbonatado
D = Diámetro o menor lado exterior, mm C = Carga de compresión de servicio (D+L), kN 𝑓´𝑐 = 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜 𝑀𝑃𝑎
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